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弾塑性極限外乱法と事前情報を用いた制振構造物のロバスト最適設計法の高度化

基于弹塑性极限扰动法和先验信息的阻尼结构鲁棒优化设计方法的进展

基本信息

批准号：
20J20811
负责人：
明橋弘樹
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の主な研究成果は以下の3つにまとめられる。[1]従来の地動加速度としてのマルチインパルス（長時間地震動を模擬）を等価水平衝撃外力に拡張した、擬似マルチインパルス（擬似MI）を提案した。擬似MIは、影響ベクトルの操作によりインパルス入力の多モード励起特性を制御した入力である。擬似MIを用いることで、多自由度系の弾塑性極限応答（変形・床加速度）を高精度かつ繰り返しなしで評価可能とした。また等価1次モードに共振する場合のみならず、高次モードに共振する場合の取り扱いも可能とした。[2]擬似MIを用いて1, 2次モードに共振する場合の弾塑性超高層建物のレジリエンス評価を行った。建物のレジリエンス評価モデル（2020年度実施）を、特に可用性に焦点を当てて拡張し、また設備機能に影響しうるライフラインの機能停止や設備システムの冗長性も考慮可能とした。評価モデルと擬似MIを用いて、ダンパー付加、設備システムの冗長性、ライフラインの損傷及び復旧人員数の不確実性がレジリエンス性能に及ぼす影響を明らかにした。[3]擬似ダブルインパルス（断層近傍地震動を模擬）を受ける粘性ダンパー付弾塑性多層建物の最大層間変形分布の近似閉形表現を導出した。近似閉形表現は、2021年度提案の変位制御解析法の減衰系への拡張、粘性減衰消費エネルギーの近似及びエネルギー平衡則に基づき導出した。継続時間の短い入力に対する粘性ダンパーの応答低減効果は大きいとはいえないものの、ダンパー配置によっては特定層への塑性変形の集中を招く恐れがある。近似閉形表現は、当該事象を表現可能としている。これらのほか、1) 応答解析高速化のための粘性ダンパー付骨組縮約法、2) レジリエンス評価モデルに関する国内論文（2021年）の英語翻訳化（Translated paper）、3) チューブ構造高層骨組の陽な逆問題型設計法、などの研究を行った。

The main research results of this year are as follows: [1]The acceleration of the incoming earthquake is simulated for a long time, and the horizontal impact force is simulated. The simulated MI affects the operation of the engine and controls the input force of the engine. The plastic limit of a multi-degree-of-freedom system can be evaluated with high precision. In the case of first order resonance, it is possible to select the highest order resonance. [2]The evaluation of plastic super high-rise buildings in the case of quasi-MI with 1st and 2nd order resonance The building's development and evaluation (implemented in 2020) focus on specific availability, impact on equipment functions, and consideration of the possibility of lengthy equipment development Evaluation of the impact of simulated MI on the performance and reliability of equipment systems due to their redundancy, damage to equipment systems and the number of personnel recovering from damage. [3]The approximate closed-form behavior of the maximum interlayer profile of a quasi-viscous multilayer structure is derived. The approximate closed-form performance is derived from the expansion of the attenuation system of the variable control analysis method of the 2021 proposal, the approximation of viscous attenuation consumption energy and the equilibrium principle of large energy. The viscosity of the film is reduced due to the short-term penetration of the film, and the concentration of the plastic deformation of the film is reduced due to the large-scale penetration of the film. Approximate closed-form representation is possible when the event is represented. 1) Analysis of high speed and viscosity of structural materials; 2) Translation of Chinese papers (2021) on structural materials; 3) Inverse problem-based design method for structural high-level structural materials; and research on structural materials.